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第1章 无线通信中射频收发信机结构及应用 1

1.1 无线收发信机射频前端功能和特性 1

1.2 射频电路在系统中的作用与地位 1

1.3 射频电路与微波电路和低频电路的关系 3

1.3.1 频段划分 3

1.3.2 电路的设计考虑 4

1.4 集成收发系统结构 5

1.5 典型应用的集成收发信机 5

1.5.1 全球数字移动通信系统收发机 6

1.5.2 应用于无线局域网的收发机 7

1.5.3 应用于无线传感器网络的低功耗收发机 8

1.5.4 应用于WCDMA 9

1.6 无线通信及射频电路技术发展趋势 10

1.7 射频电路基础 11

1.7.1 频带宽度表示法 11

1.7.2 分贝表示法 12

第2章 射频元器件及电路模型 16

2.1 无源集总元件 16

2.1.1 电阻器 16

2.1.2 电容器 17

2.1.3 电感器 19

2.1.4 无源元件的射频特性 21

2.2 射频二极管 21

2.2.1 PIN二极管 22

2.2.2 变容二极管 23

2.2.3 肖特基二极管 24

2.2.4 IMPATT二极管 25

2.2.5 其他二极管 25

2.3 双极型晶体管 26

2.3.1 双极型晶体管工作特性 26

2.3.2 异质结双极型晶体管 29

2.4 场效应晶体管 30

2.4.1 MESFET工作特性 31

2.4.2 高电子迁移率晶体管 35

2.4.3 PHEMT技术 36

2.4.4 金属氧化物场效应管 37

2.5 双极型器件和场效应器件的比较 38

2.5.1 双极型器件和场效应器件的fT和fmax 39

2.5.2 双极型和场效应器件的噪声性能 39

2.5.3 双极型器件和场效应器件的功率与线性度性能 40

第3章 数字调制 43

3.1 数字调制简介 43

3.1.1 引言 43

3.1.2 数字调制的类型 43

3.1.3 数字调制功率 45

3.1.4 衡量数字调制技术的性能指标 47

3.2 相移键控的调制方式 48

3.3 幅移键控的调制方式 51

3.4 多载波调制和正交频分复用 54

3.4.1 MCM 54

3.4.2 OFDM 54

3.5 数字调制要素 56

3.6 调制器／解调器集成电路的设计 59

第4章 射频网络分析 63

4.1 网络基本概念 63

4.1.1 线性网络 63

4.1.2 阻抗矩阵和导纳矩阵概念 64

4.2 散射参量 66

4.2.1 散射参量的定义 66

4.2.2 散射参量的物理意义 68

4.2.3 S参量的推广 69

4.2.4 多端口网络散射矩阵 70

4.2.5 散射矩阵的性质 71

第5章 传输线理论 74

5.1 传输线理论基础 74

5.2 传输线的种类 75

5.2.1 普通传输线结构及特性 75

5.2.2 平面传输线结构及特性 77

5.3 均匀传输线方程 80

5.4 传输线阻抗与状态参量 84

5.5 无耗传输线的状态分析 86

5.6 Smith圆图 90

5.6.1 特殊变换 91

5.6.2 阻抗Smith圆图 92

5.6.3 导纳Simth圆图 93

5.6.4 阻抗——导纳组合Smith圆图 94

第6章 噪声和非线性失真 98

6.1 射频电路中的噪声 98

6.1.1 噪声的分类 98

6.1.2 二端口网络的等效噪声温度和噪声系数 100

6.1.3 二端口网络级联链路的噪声系数 102

6.2 灵敏度与动态范围 104

6.2.1 灵敏度 104

6.2.2 动态范围 105

6.3 非线性与时变性 106

6.3.1 非线性的影响 107

6.3.2 级联非线性 112

6.4 无线通信收发链路性能指标分析 113

第7章 射频电路设计的CAD技术 117

7.1 集成的CAD设计平台 117

7.2 CAD程序包的特点 119

7.2.1 支持工具 119

7.2.2 原理图捕获 119

7.2.3 层次化设计 120

7.2.4 模拟控制参数 120

7.2.5 电路元件CAD 121

7.2.6 电路优化 122

7.2.7 版图 123

7.3 电路模拟技术 123

7.3.1 直流模拟器 124

7.3.2 线性模拟器 125

7.3.3 谐波平衡模拟器 125

7.3.4 Volterra级数 126

7.3.5 卷积分析 128

7.3.6 包络模拟 128

7.3.7 综合化射频信道的半实物仿真设计 129

第8章 无线收发信机射频前端的系统结构 134

8.1 接收机射频前端的系统结构 134

8.1.1 超外差式接收机 135

8.1.2 零中频接收机 146

8.1.3 低中频接收机 150

8.1.4 其他结构的接收机 153

8.2 发射机射频前端的系统结构 155

8.2.1 直接上变频发射机 156

8.2.2 两步发送器 157

8.2.3 其他结构的发射机 157

8.3 接收发送器 158

8.3.1 Philips DECT接收发送器 158

8.3.2 朗讯（Lucent）GSM接收发送器 159

8.4 软件无线电接收机和数字中频接收机 161

8.4.1 软件无线电接收机的结构及其特点 161

8.4.2 软件无线电接收机区域模块特点 162

8.4.3 软件无线电接收机的硬件结构及实现 162

第9章 射频放大器 166

9.1 射频放大器的相关理论 166

9.1.1 放大器的稳定性 167

9.1.2 射频放大器的功率增益 168

9.2 射频放大器偏置电路 171

9.2.1 双极型晶体管的偏置电路 172

9.2.2 场效应晶体管的偏置电路 173

9.3 低噪声放大器设计 173

9.3.1 低噪声放大器简介 173

9.3.2 低噪声放大器的主要技术指标 174

9.3.3 低噪声放大器基本电路 175

9.3.4 常见的LNA电路配置 175

9.3.5 低噪声放大器的设计步骤 176

9.3.6 低噪声放大器设计举例 177

9.4 射频功率放大器 178

9.4.1 晶体管非线性模型 178

9.4.2 性能参数 178

9.5 传统功率放大器 182

9.5.1 波形分析 182

9.5.2 输出终端 183

9.6 开关模式功率放大器 184

9.6.1 D类功率放大器 185

9.6.2 E类功率放大器 186

9.6.3 F类功率放大器 187

9.6.4 不同类型功率放大器性能比较 188

9.7 功率放大器电路设计技术 188

9.7.1 差分结构 188

9.7.2 功率合成 189

9.8 线性化技术 191

9.8.1 功率放大器非线性的影响 192

9.8.2 调制方式 195

9.8.3 线性化技术和提高效率的技术 197

9.8.4 功率放大器的主要性能指标 205

9.8.5 功率放大器的设计步骤 206

第10章 射频信号产生电路 210

10.1 射频振荡器 210

10.1.1 振荡器电路分析方法 210

10.1.2 共发射极的双极型晶体管振荡器 212

10.2 压控振荡器的相位域模型 213

10.3 相位噪声和抖动 213

10.3.1 相位噪声 213

10.3.2 相位噪声分析模型 216

10.3.3 振荡器相位噪声分析 218

10.4 微波频率振荡器 222

10.4.1 TDRO作为串联反馈元件 222

10.4.2 TDRO用做并联反馈元件 223

10.4.3 振荡器最大输出功率 224

10.4.4 压控振荡器 225

10.4.5 压控振荡器HMC513LP5 227

10.5 锁相环的基本概念 228

10.5.1 锁相环的基本原理 228

10.5.2 锁相环的噪声分析 231

10.5.3 相位噪声产生的机理 232

10.5.4 相位噪声带来的问题 233

10.6 频率合成的基本概念 235

10.6.1 频率合成器的基本原理 235

10.6.2 频率合成器的常用技术方案 239

10.6.3 频率合成的主要参数 241

10.7 锁相频率合成器的设计 242

10.7.1 基本的设计思路 242

10.7.2 环路滤波器的设计 245

10.7.3 PLL的各个部件选购和设计 246

10.7.4 PLL的锁定过程 247

10.7.5 PLL电路的设计实例 248

10.7.6 控制软件及仿真软件 252

第11章 频谱搬移电路 254

11.1 频谱搬移原理及分析方法 254

11.2 射频混频器 256

11.2.1 混频器的特性 256

11.2.2 微波混频器的主要指标 257

11.2.3 抑制混频干扰和失真的方法 260

11.2.4 微波混频器的分析设计 261

11.2.5 单端二极管混频器 265

11.2.6 单端FET混频器 266

11.2.7 单平衡二极管混频器 267

11.2.8 混频器件 268

11.3 射频倍频器和分频器 269

11.3.1 非线性电抗器件倍频器 269

11.3.2 非线性电阻器件倍频器 275

11.3.3 有源倍频器 276

11.3.4 倍频器件 277

11.4 微波检波器 277

11.4.1 微波检波器特性 278

11.4.2 微波检波器电路 279

第12章 微波测量 283

12.1 微波信号源 283

12.1.1 模拟式扫频信号源 285

12.1.2 合成扫频信号源 286

12.2 频谱分析仪原理 287

12.2.1 频谱分析仪概述 287

12.2.2 快速傅里叶变换分析仪 289

12.2.3 相位噪声在射频通信中的影响 290

12.2.4 整机工作原理 294

12.2.5 频谱分析仪的主要技术性能和指标 296

12.3 矢量信号分析方法和仪表 302

12.3.1 矢量信号分析的技术背景 302

12.3.2 矢量调制误差的测量原理 303

12.3.3 观测数字调制信号的几种方法 303

12.3.4 主要技术性能和指标 304

12.4 矢量网络分析仪 305

12.4.1 微波网络的散射参数——S参数 306

12.4.2 S参数的概念 306

12.5 矢量网络分析仪基础 308

12.5.1 S参数的定义 308

12.5.2 矢量网络分析仪的基本原理 309

12.5.3 矢量网络分析仪的基本结构 313

12.5.4 主要技术性能和指标 315

12.6 网络分析仪的典型应用 319

12.6.1 滤波器的测试 319

12.6.2 放大器的测试 320

第13章 微波射频集成电路技术 322

13.1 微波毫米波集成电路的发展趋势 322

13.2 国内外研究现状 323

13.3 多芯片组件简介 326

13.3.1 MCM的分类 327

13.3.2 MCM的主要特点及应用 327

13.4 低温共烧陶瓷技术 328

13.4.1 LTCC加工工艺流程 328

13.4.2 LTCC基板的材料特性 330

13.4.3 LTCC技术特点 330

13.5 微波集成电路 331

13.5.1 混合微波集成电路 332

13.5.2 单片微波集成电路 339

第14章 微波电路的工程设计案例 343

14.1 Ka波段高性能频率合成器的设计 343

14.1.1 技术指标 343

14.1.2 技术方案 343

14.1.3 10GHz点频部分设计 345

14.1.4 点频部分锁相环环路参数设计 345

14.1.5 大环环路参数设计 346

14.2 Ka波段频率合成器LTCC技术研究 348

14.2.1 技术指标 348

14.2.2 技术方案 348

14.2.3 系统设计与实现 352

14.2.4 频率合成器布局与布板 353

14.3 宽带射频前端系统仿真研究 356

14.3.1 接收机系统的方案选择 356

14.3.2 中频频率和本振频率的选择 357

14.3.3 大动态范围接收机的实现 358

14.3.4 接收机技术指标的计算与仿真 359

14.3.5 发射机系统的设计与仿真 359

14.3.6 发射机系统的方案设计 360

14.4 宽带一体化接收前端技术的研究 361

14.4.1 技术指标 361

14.4.2 技术方案 362

14.4.3 技术指标的仿真论证 363

14.4.4 系统设计与实现 364

14.5 2GHz～6GHz通用接收机研究及关键电路的设计与实验 366

14.5.1 接收机系统的主要技术指标 366

14.5.2 系统设计方案 366

14.5.3 2GHz～6GHz AGC电路设计 367

14.5.4 混频部分电路设计 368

14.6 CDMA 800M射频收发系统的设计与实现 370

14.6.1 系统设计方案 370

14.6.2 发射机的设计 370

14.6.3 接收机的设计 371

第15章 ADS射频电路设计基础 373

15.1 ADS概述与基本操作 373

15.1.1 ADS概述 373

15.1.2 ADS主要操作窗口 376

15.1.3 ADS基本操作 382

15.2 ADS仿真功能概述 391

15.2.1 ADS的各种仿真功能描述 391

15.2.2 ADS的仿真控制器 393

15.3 谐波平衡法仿真 395

15.4 增益压缩仿真 397

15.4.1 增益压缩仿真介绍 398

15.4.2 增益压缩仿真相关参数设置 399

15.5 ADS系统仿真实例 400

15.5.1 收发机系统仿真 400

15.5.2 零中频接收机仿真 401

第16章 射频同轴电缆和连接器 409

16.1 射频同轴电缆的构造、类型和特性 409

16.1.1 同轴电缆的特性 409

16.1.2 射频电缆类型 410

16.2 射频同轴连接器的构造、类型和特性 413

16.2.1 连接器的选择 413

16.2.2 射频连接器 415

16.2.3 射频转接头 418

部分习题答案 425

参考文献 426